io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <fcntl.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <signal.h>
   5 #include <time.h>
   6 #include <assert.h>
   7
   8 #include "fio.h"
   9 #include "hash.h"
  10 #include "verify.h"
  11 #include "trim.h"
  12 #include "lib/rand.h"
  13 #include "lib/axmap.h"
  14 #include "err.h"
  15 #include "lib/pow2.h"
  16 #include "minmax.h"
  17
  18 struct io_completion_data {
  19         int nr;                         /* input */
  20
  21         int error;                      /* output */
  22         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  23         struct timespec time;           /* output */
  24 };
  25
  26 /*
  27  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  28  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  29  */
  30 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  31 {
  32         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  33 }
  34
  35 /*
  36  * Mark a given offset as used in the map.
  37  */
  38 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  39 {
  40         unsigned int min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  41         struct fio_file *f = io_u->file;
  42         unsigned int nr_blocks;
  43         uint64_t block;
  44
  45         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  46         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  47
  48         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK))
  49                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  50
  51         if ((nr_blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  52                 io_u->buflen = nr_blocks * min_bs;
  53 }
  54
  55 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  56                            enum fio_ddir ddir)
  57 {
  58         uint64_t max_blocks;
  59         uint64_t max_size;
  60
  61         assert(ddir_rw(ddir));
  62
  63         /*
  64          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  65          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  66          */
  67         max_size = f->io_size;
  68         if (max_size > f->real_file_size)
  69                 max_size = f->real_file_size;
  70
  71         if (td->o.zone_range)
  72                 max_size = td->o.zone_range;
  73
  74         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  75                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  76
  77         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  78         if (!max_blocks)
  79                 return 0;
  80
  81         return max_blocks;
  82 }
  83
  84 struct rand_off {
  85         struct flist_head list;
  86         uint64_t off;
  87 };
  88
  89 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  90                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  91                                   uint64_t lastb)
  92 {
  93         uint64_t r;
  94
  95         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  96             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  97
  98                 r = __rand(&td->random_state);
  99
 100                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
 101
 102                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 103         } else {
 104                 uint64_t off = 0;
 105
 106                 assert(fio_file_lfsr(f));
 107
 108                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 109                         return 1;
 110
 111                 *b = off;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 116          */
 117         if (!file_randommap(td, f))
 118                 goto ret;
 119
 120         /*
 121          * calculate map offset and check if it's free
 122          */
 123         if (random_map_free(f, *b))
 124                 goto ret;
 125
 126         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 127                                                 (unsigned long long) *b);
 128
 129         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 130         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 131                 return 1;
 132 ret:
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 137                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 138                                        uint64_t *b)
 139 {
 140         *b = zipf_next(&f->zipf);
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 145                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 146                                          uint64_t *b)
 147 {
 148         *b = pareto_next(&f->zipf);
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 153                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 154                                         uint64_t *b)
 155 {
 156         *b = gauss_next(&f->gauss);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 161                                             struct fio_file *f,
 162                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 163 {
 164         struct zone_split_index *zsi;
 165         uint64_t lastb, send, stotal;
 166         unsigned int v;
 167
 168         lastb = last_block(td, f, ddir);
 169         if (!lastb)
 170                 return 1;
 171
 172         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 173 bail:
 174                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 175         }
 176
 177         /*
 178          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 179          */
 180         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 181
 182         /*
 183          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 184          * 'stotal' is our start offset.
 185          */
 186         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 187         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 188         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 189
 190         /*
 191          * Should never happen
 192          */
 193         if (send == -1U) {
 194                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 195                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 196                 goto bail;
 197         } else if (send > lastb) {
 198                 /*
 199                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 200                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 201                  * so error and exit.
 202                  */
 203                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 204                 return 1;
 205         }
 206
 207         /*
 208          * Generate index from 0..send-stotal
 209          */
 210         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 211                 return 1;
 212
 213         *b += stotal;
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 218                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 219                                         uint64_t *b)
 220 {
 221         unsigned int v, send, stotal;
 222         uint64_t offset, lastb;
 223         struct zone_split_index *zsi;
 224
 225         lastb = last_block(td, f, ddir);
 226         if (!lastb)
 227                 return 1;
 228
 229         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 230 bail:
 231                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 232         }
 233
 234         /*
 235          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 236          */
 237         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 238
 239         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 240         stotal = zsi->size_perc_prev;
 241         send = zsi->size_perc;
 242
 243         /*
 244          * Should never happen
 245          */
 246         if (send == -1U) {
 247                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 248                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 249                 goto bail;
 250         }
 251
 252         /*
 253          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 254          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 255          * the start, in percent.
 256          */
 257         if (stotal)
 258                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 259         else
 260                 offset = 0;
 261
 262         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 263
 264         /*
 265          * Generate index from 0..send-of-lastb
 266          */
 267         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 268                 return 1;
 269
 270         /*
 271          * Add our start offset, if any
 272          */
 273         if (offset)
 274                 *b += offset;
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int flist_cmp(void *data, struct flist_head *a, struct flist_head *b)
 280 {
 281         struct rand_off *r1 = flist_entry(a, struct rand_off, list);
 282         struct rand_off *r2 = flist_entry(b, struct rand_off, list);
 283
 284         return r1->off - r2->off;
 285 }
 286
 287 static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 288                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 289 {
 290         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 291                 uint64_t lastb;
 292
 293                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 294                 if (!lastb)
 295                         return 1;
 296
 297                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 298         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 299                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 300         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 301                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 302         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 303                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 304         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 305                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 306         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 307                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 308
 309         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 310         return 1;
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Sort the reads for a verify phase in batches of verifysort_nr, if
 315  * specified.
 316  */
 317 static inline bool should_sort_io(struct thread_data *td)
 318 {
 319         if (!td->o.verifysort_nr || !td->o.do_verify)
 320                 return false;
 321         if (!td_random(td))
 322                 return false;
 323         if (td->runstate != TD_VERIFYING)
 324                 return false;
 325         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
 326             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64)
 327                 return false;
 328
 329         return true;
 330 }
 331
 332 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 333 {
 334         unsigned int v;
 335
 336         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 337                 return true;
 338
 339         v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 340
 341         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 342 }
 343
 344 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 345                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 346 {
 347         struct rand_off *r;
 348         int i, ret = 1;
 349
 350         if (!should_sort_io(td))
 351                 return get_off_from_method(td, f, ddir, b);
 352
 353         if (!flist_empty(&td->next_rand_list)) {
 354 fetch:
 355                 r = flist_first_entry(&td->next_rand_list, struct rand_off, list);
 356                 flist_del(&r->list);
 357                 *b = r->off;
 358                 free(r);
 359                 return 0;
 360         }
 361
 362         for (i = 0; i < td->o.verifysort_nr; i++) {
 363                 r = malloc(sizeof(*r));
 364
 365                 ret = get_off_from_method(td, f, ddir, &r->off);
 366                 if (ret) {
 367                         free(r);
 368                         break;
 369                 }
 370
 371                 flist_add(&r->list, &td->next_rand_list);
 372         }
 373
 374         if (ret && !i)
 375                 return ret;
 376
 377         assert(!flist_empty(&td->next_rand_list));
 378         flist_sort(NULL, &td->next_rand_list, flist_cmp);
 379         goto fetch;
 380 }
 381
 382 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 383 {
 384         struct thread_options *o = &td->o;
 385
 386         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 387                 int fio_unused ret;
 388
 389                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 390         }
 391 }
 392
 393 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 394                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 395 {
 396         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 397                 return 0;
 398
 399         if (td->o.time_based ||
 400             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 401                 fio_file_reset(td, f);
 402                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 403                         return 0;
 404                 loop_cache_invalidate(td, f);
 405         }
 406
 407         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 408                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 409                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 410         return 1;
 411 }
 412
 413 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 414                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 415 {
 416         struct thread_options *o = &td->o;
 417
 418         assert(ddir_rw(ddir));
 419
 420         /*
 421          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 422          * and invalidate the cache, if we need to.
 423          */
 424         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 425             o->time_based) {
 426                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 427                 loop_cache_invalidate(td, f);
 428         }
 429
 430         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 431                 uint64_t pos;
 432
 433                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 434                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 435                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 436                         else
 437                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 438                 }
 439
 440                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 441                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 442                         pos += o->ddir_seq_add;
 443
 444                         /*
 445                          * If we reach beyond the end of the file
 446                          * with holed IO, wrap around to the
 447                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 448                          * wrap to the end.
 449                          */
 450                         if (pos >= f->real_file_size) {
 451                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 452                                         pos = f->file_offset;
 453                                 else {
 454                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 455                                                 pos = f->io_size;
 456                                         else
 457                                                 pos = f->real_file_size;
 458
 459                                         pos += o->ddir_seq_add;
 460                                 }
 461                         }
 462                 }
 463
 464                 *offset = pos;
 465                 return 0;
 466         }
 467
 468         return 1;
 469 }
 470
 471 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 472                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 473                           unsigned int *is_random)
 474 {
 475         struct fio_file *f = io_u->file;
 476         uint64_t b, offset;
 477         int ret;
 478
 479         assert(ddir_rw(ddir));
 480
 481         b = offset = -1ULL;
 482
 483         if (rw_seq) {
 484                 if (td_random(td)) {
 485                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 486                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 487                                 *is_random = 1;
 488                         } else {
 489                                 *is_random = 0;
 490                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 491                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 492                                 if (ret)
 493                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 494                         }
 495                 } else {
 496                         *is_random = 0;
 497                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 498                 }
 499         } else {
 500                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 501                 *is_random = 0;
 502
 503                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 504                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 505                         if (ret) {
 506                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 507                                 *is_random = 0;
 508                         }
 509                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 510                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 511                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 512                         else
 513                                 offset = 0;
 514                         ret = 0;
 515                 } else {
 516                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 517                         ret = 1;
 518                 }
 519         }
 520
 521         if (!ret) {
 522                 if (offset != -1ULL)
 523                         io_u->offset = offset;
 524                 else if (b != -1ULL)
 525                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 526                 else {
 527                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 528                         ret = 1;
 529                 }
 530         }
 531
 532         return ret;
 533 }
 534
 535 /*
 536  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 537  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 538  * the last io issued.
 539  */
 540 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 541                              unsigned int *is_random)
 542 {
 543         struct fio_file *f = io_u->file;
 544         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 545         int rw_seq_hit = 0;
 546
 547         assert(ddir_rw(ddir));
 548
 549         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 550                 rw_seq_hit = 1;
 551                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 552         }
 553
 554         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 555                 return 1;
 556
 557         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 558                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 559                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 560                                         (unsigned long long) f->io_size);
 561                 return 1;
 562         }
 563
 564         io_u->offset += f->file_offset;
 565         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 566                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 567                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 568                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 569                 return 1;
 570         }
 571
 572         return 0;
 573 }
 574
 575 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 576                            unsigned int *is_random)
 577 {
 578         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
 579                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 580
 581                 if (ops->fill_io_u_off)
 582                         return ops->fill_io_u_off(td, io_u, is_random);
 583         }
 584
 585         return __get_next_offset(td, io_u, is_random);
 586 }
 587
 588 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 589                              unsigned int buflen)
 590 {
 591         struct fio_file *f = io_u->file;
 592
 593         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 594 }
 595
 596 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 597                                       unsigned int is_random)
 598 {
 599         int ddir = io_u->ddir;
 600         unsigned int buflen = 0;
 601         unsigned int minbs, maxbs;
 602         uint64_t frand_max, r;
 603         bool power_2;
 604
 605         assert(ddir_rw(ddir));
 606
 607         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 608                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE: DDIR_READ;
 609
 610         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 611         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 612
 613         if (minbs == maxbs)
 614                 return minbs;
 615
 616         /*
 617          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 618          */
 619         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 620                 return 0;
 621
 622         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 623         do {
 624                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 625
 626                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 627                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 628                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 629                         if (buflen < minbs)
 630                                 buflen = minbs;
 631                 } else {
 632                         long long perc = 0;
 633                         unsigned int i;
 634
 635                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 636                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 637
 638                                 buflen = bsp->bs;
 639                                 perc += bsp->perc;
 640                                 if (!perc)
 641                                         break;
 642                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 643                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 644                                         break;
 645                         }
 646                 }
 647
 648                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 649                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 650                         buflen &= ~(minbs - 1);
 651                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 652                         buflen -= buflen % minbs;
 653         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 654
 655         return buflen;
 656 }
 657
 658 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 659                                     unsigned int is_random)
 660 {
 661         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
 662                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 663
 664                 if (ops->fill_io_u_size)
 665                         return ops->fill_io_u_size(td, io_u, is_random);
 666         }
 667
 668         return __get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 669 }
 670
 671 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 672 {
 673         unsigned int diff;
 674
 675         /*
 676          * we do time or byte based switch. this is needed because
 677          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 678          * whereas reads do not.
 679          */
 680         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 681         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 682 }
 683
 684 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 685 {
 686         unsigned int v;
 687
 688         v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 689
 690         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 691                 return DDIR_READ;
 692
 693         return DDIR_WRITE;
 694 }
 695
 696 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 697 {
 698         int completed = 0;
 699
 700         /*
 701          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 702          * not to skew our latency numbers.
 703          *
 704          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 705          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 706          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 707          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 708          */
 709         if (td->io_u_queued || td->cur_depth) {
 710                 int fio_unused ret;
 711
 712                 ret = td_io_commit(td);
 713         }
 714
 715         while (td->io_u_in_flight) {
 716                 int ret;
 717
 718                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 719                 if (ret > 0)
 720                         completed += ret;
 721         }
 722
 723         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 724                 regrow_logs(td);
 725
 726         return completed;
 727 }
 728
 729 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 730 {
 731         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 732         uint64_t usec;
 733         uint64_t now;
 734
 735         assert(ddir_rw(ddir));
 736         now = utime_since_now(&td->start);
 737
 738         /*
 739          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 740          */
 741         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 742                 return ddir;
 743
 744         /*
 745          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 746          * should switch.
 747          */
 748         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 749                 /*
 750                  * Other direction is behind rate, switch
 751                  */
 752                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 753                         return odir;
 754
 755                 /*
 756                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 757                  * switch if necessary
 758                  */
 759                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 760                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 761                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 762                 } else {
 763                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 764                         ddir = odir;
 765                 }
 766         } else
 767                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 768
 769         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 770                 io_u_quiesce(td);
 771
 772         usec_sleep(td, usec);
 773         return ddir;
 774 }
 775
 776 /*
 777  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 778  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 779  * necessary.
 780  */
 781 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 782 {
 783         enum fio_ddir ddir;
 784
 785         /*
 786          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 787          * and if not then move on to check regular I/Os.
 788          */
 789         if (should_fsync(td)) {
 790                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 791                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 792                         return DDIR_SYNC;
 793
 794                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 795                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 796                         return DDIR_DATASYNC;
 797
 798                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 799                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 800                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 801         }
 802
 803         if (td_rw(td)) {
 804                 /*
 805                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 806                  */
 807                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 808                         /*
 809                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 810                          * one data direction, to avoid overflowing the
 811                          * ranges too much
 812                          */
 813                         ddir = get_rand_ddir(td);
 814
 815                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 816                                 set_rwmix_bytes(td);
 817
 818                         td->rwmix_ddir = ddir;
 819                 }
 820                 ddir = td->rwmix_ddir;
 821         } else if (td_read(td))
 822                 ddir = DDIR_READ;
 823         else if (td_write(td))
 824                 ddir = DDIR_WRITE;
 825         else if (td_trim(td))
 826                 ddir = DDIR_TRIM;
 827         else
 828                 ddir = DDIR_INVAL;
 829
 830         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 831         return td->rwmix_ddir;
 832 }
 833
 834 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 835 {
 836         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 837
 838         if (td_trimwrite(td)) {
 839                 struct fio_file *f = io_u->file;
 840                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 841                         ddir = DDIR_TRIM;
 842                 else
 843                         ddir = DDIR_WRITE;
 844         }
 845
 846         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 847
 848         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 849             td->o.barrier_blocks &&
 850            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 851              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 852                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 853 }
 854
 855 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 856 {
 857         unsigned int ret = put_file(td, f);
 858
 859         if (ret)
 860                 td_verror(td, ret, "file close");
 861 }
 862
 863 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 864 {
 865         if (td->parent)
 866                 td = td->parent;
 867
 868         td_io_u_lock(td);
 869
 870         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 871                 put_file_log(td, io_u->file);
 872
 873         io_u->file = NULL;
 874         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 875
 876         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 877                 td->cur_depth--;
 878                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 879         }
 880         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 881         td_io_u_unlock(td);
 882         td_io_u_free_notify(td);
 883 }
 884
 885 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 886 {
 887         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 888         put_io_u(td, io_u);
 889 }
 890
 891 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 892 {
 893         struct io_u *__io_u = *io_u;
 894         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 895
 896         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 897
 898         if (td->parent)
 899                 td = td->parent;
 900
 901         td_io_u_lock(td);
 902
 903         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 904         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 905                 td->io_issues[ddir]--;
 906
 907         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 908         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 909                 td->cur_depth--;
 910                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 911         }
 912
 913         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 914         td_io_u_unlock(td);
 915         td_io_u_free_notify(td);
 916         *io_u = NULL;
 917 }
 918
 919 static void __fill_io_u_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 920 {
 921         struct fio_file *f = io_u->file;
 922
 923         /*
 924          * See if it's time to switch to a new zone
 925          */
 926         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 927                 td->zone_bytes = 0;
 928                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 929
 930                 /*
 931                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 932                  */
 933                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 934                         f->file_offset = f->real_file_size - f->file_offset;
 935                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 936                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 937         }
 938
 939         /*
 940          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 941          * zone_bytes >= zone_size.
 942          */
 943         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 944                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 945                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 946                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 947         }
 948
 949         /*
 950          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 951          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 952          */
 953         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0) {
 954                 fio_file_reset(td, f);
 955         }
 956 }
 957
 958 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 959 {
 960         unsigned int is_random;
 961
 962         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 963                 goto out;
 964
 965         set_rw_ddir(td, io_u);
 966
 967         /*
 968          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 969          */
 970         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 971                 goto out;
 972
 973         /*
 974          * When file is zoned zone_range is always positive
 975          */
 976         if (td->o.zone_range) {
 977                 __fill_io_u_zone(td, io_u);
 978         }
 979
 980         /*
 981          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 982          * position.
 983          */
 984         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 985                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 986                 return 1;
 987         }
 988
 989         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 990         if (!io_u->buflen) {
 991                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 992                 return 1;
 993         }
 994
 995         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 996                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%lx exceeds file size=0x%llx\n",
 997                         io_u,
 998                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 999                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
1000                 return 1;
1001         }
1002
1003         /*
1004          * mark entry before potentially trimming io_u
1005          */
1006         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
1007                 mark_random_map(td, io_u);
1008
1009 out:
1010         dprint_io_u(io_u, "fill");
1011         td->zone_bytes += io_u->buflen;
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
1016 {
1017         int idx = 0;
1018
1019         switch (nr) {
1020         default:
1021                 idx = 6;
1022                 break;
1023         case 33 ... 64:
1024                 idx = 5;
1025                 break;
1026         case 17 ... 32:
1027                 idx = 4;
1028                 break;
1029         case 9 ... 16:
1030                 idx = 3;
1031                 break;
1032         case 5 ... 8:
1033                 idx = 2;
1034                 break;
1035         case 1 ... 4:
1036                 idx = 1;
1037         case 0:
1038                 break;
1039         }
1040
1041         map[idx]++;
1042 }
1043
1044 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1045 {
1046         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1047         td->ts.total_submit++;
1048 }
1049
1050 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1051 {
1052         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1053         td->ts.total_complete++;
1054 }
1055
1056 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1057 {
1058         int idx = 0;
1059
1060         switch (td->cur_depth) {
1061         default:
1062                 idx = 6;
1063                 break;
1064         case 32 ... 63:
1065                 idx = 5;
1066                 break;
1067         case 16 ... 31:
1068                 idx = 4;
1069                 break;
1070         case 8 ... 15:
1071                 idx = 3;
1072                 break;
1073         case 4 ... 7:
1074                 idx = 2;
1075                 break;
1076         case 2 ... 3:
1077                 idx = 1;
1078         case 1:
1079                 break;
1080         }
1081
1082         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1083 }
1084
1085 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1086 {
1087         int idx = 0;
1088
1089         assert(nsec < 1000);
1090
1091         switch (nsec) {
1092         case 750 ... 999:
1093                 idx = 9;
1094                 break;
1095         case 500 ... 749:
1096                 idx = 8;
1097                 break;
1098         case 250 ... 499:
1099                 idx = 7;
1100                 break;
1101         case 100 ... 249:
1102                 idx = 6;
1103                 break;
1104         case 50 ... 99:
1105                 idx = 5;
1106                 break;
1107         case 20 ... 49:
1108                 idx = 4;
1109                 break;
1110         case 10 ... 19:
1111                 idx = 3;
1112                 break;
1113         case 4 ... 9:
1114                 idx = 2;
1115                 break;
1116         case 2 ... 3:
1117                 idx = 1;
1118         case 0 ... 1:
1119                 break;
1120         }
1121
1122         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1123         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1124 }
1125
1126 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1127 {
1128         int idx = 0;
1129
1130         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1131
1132         switch (usec) {
1133         case 750 ... 999:
1134                 idx = 9;
1135                 break;
1136         case 500 ... 749:
1137                 idx = 8;
1138                 break;
1139         case 250 ... 499:
1140                 idx = 7;
1141                 break;
1142         case 100 ... 249:
1143                 idx = 6;
1144                 break;
1145         case 50 ... 99:
1146                 idx = 5;
1147                 break;
1148         case 20 ... 49:
1149                 idx = 4;
1150                 break;
1151         case 10 ... 19:
1152                 idx = 3;
1153                 break;
1154         case 4 ... 9:
1155                 idx = 2;
1156                 break;
1157         case 2 ... 3:
1158                 idx = 1;
1159         case 0 ... 1:
1160                 break;
1161         }
1162
1163         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1164         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1165 }
1166
1167 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1168 {
1169         int idx = 0;
1170
1171         assert(msec >= 1);
1172
1173         switch (msec) {
1174         default:
1175                 idx = 11;
1176                 break;
1177         case 1000 ... 1999:
1178                 idx = 10;
1179                 break;
1180         case 750 ... 999:
1181                 idx = 9;
1182                 break;
1183         case 500 ... 749:
1184                 idx = 8;
1185                 break;
1186         case 250 ... 499:
1187                 idx = 7;
1188                 break;
1189         case 100 ... 249:
1190                 idx = 6;
1191                 break;
1192         case 50 ... 99:
1193                 idx = 5;
1194                 break;
1195         case 20 ... 49:
1196                 idx = 4;
1197                 break;
1198         case 10 ... 19:
1199                 idx = 3;
1200                 break;
1201         case 4 ... 9:
1202                 idx = 2;
1203                 break;
1204         case 2 ... 3:
1205                 idx = 1;
1206         case 0 ... 1:
1207                 break;
1208         }
1209
1210         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1211         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1212 }
1213
1214 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1215 {
1216         if (nsec < 1000)
1217                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1218         else if (nsec < 1000000)
1219                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1220         else
1221                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1222 }
1223
1224 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1225 {
1226         unsigned long fileno;
1227
1228         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1229                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1230                 unsigned long r;
1231
1232                 r = __rand(&td->next_file_state);
1233                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1234                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1235         }
1236
1237         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1238                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1239         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1240                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1241         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1242                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1243         else {
1244                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1245                 assert(0);
1246                 return 0;
1247         }
1248
1249         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Get next file to service by choosing one at random
1254  */
1255 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1256                                            enum fio_file_flags goodf,
1257                                            enum fio_file_flags badf)
1258 {
1259         struct fio_file *f;
1260         int fno;
1261
1262         do {
1263                 int opened = 0;
1264
1265                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1266
1267                 f = td->files[fno];
1268                 if (fio_file_done(f))
1269                         continue;
1270
1271                 if (!fio_file_open(f)) {
1272                         int err;
1273
1274                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1275                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1276
1277                         err = td_io_open_file(td, f);
1278                         if (err)
1279                                 continue;
1280                         opened = 1;
1281                 }
1282
1283                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1284                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1285                         return f;
1286                 }
1287                 if (opened)
1288                         td_io_close_file(td, f);
1289         } while (1);
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1294  */
1295 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1296                                          int badf)
1297 {
1298         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1299         struct fio_file *f;
1300
1301         do {
1302                 int opened = 0;
1303
1304                 f = td->files[td->next_file];
1305
1306                 td->next_file++;
1307                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1308                         td->next_file = 0;
1309
1310                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1311                 if (fio_file_done(f)) {
1312                         f = NULL;
1313                         continue;
1314                 }
1315
1316                 if (!fio_file_open(f)) {
1317                         int err;
1318
1319                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1320                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1321
1322                         err = td_io_open_file(td, f);
1323                         if (err) {
1324                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1325                                         err, f->file_name);
1326                                 f = NULL;
1327                                 continue;
1328                         }
1329                         opened = 1;
1330                 }
1331
1332                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1333                                                                 f->flags);
1334                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1335                         break;
1336
1337                 if (opened)
1338                         td_io_close_file(td, f);
1339
1340                 f = NULL;
1341         } while (td->next_file != old_next_file);
1342
1343         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1344         return f;
1345 }
1346
1347 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1348 {
1349         struct fio_file *f;
1350
1351         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1352
1353         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1354                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1355                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1356                                                   td->nr_done_files,
1357                                                   td->o.nr_files);
1358                 return NULL;
1359         }
1360
1361         f = td->file_service_file;
1362         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1363                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1364                         goto out;
1365                 if (td->file_service_left--)
1366                         goto out;
1367         }
1368
1369         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1370             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1371                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1372         else
1373                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1374
1375         if (IS_ERR(f))
1376                 return f;
1377
1378         td->file_service_file = f;
1379         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1380 out:
1381         if (f)
1382                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1383         else
1384                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1385         return f;
1386 }
1387
1388 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1389 {
1390         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1391                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1392
1393                 if (ops->get_next_file)
1394                         return ops->get_next_file(td);
1395         }
1396
1397         return __get_next_file(td);
1398 }
1399
1400 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1401 {
1402         struct fio_file *f;
1403
1404         do {
1405                 f = get_next_file(td);
1406                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1407                         return PTR_ERR(f);
1408
1409                 io_u->file = f;
1410                 get_file(f);
1411
1412                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1413                         break;
1414
1415                 put_file_log(td, f);
1416                 td_io_close_file(td, f);
1417                 io_u->file = NULL;
1418                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1419                         fio_file_reset(td, f);
1420                 else {
1421                         fio_file_set_done(f);
1422                         td->nr_done_files++;
1423                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1424                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1425                 }
1426         } while (1);
1427
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1432                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1433 {
1434         if (!td->error)
1435                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1436         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1437         icd->error = ETIMEDOUT;
1438 }
1439
1440 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1441 {
1442         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1443         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1444         td->latency_failed = 0;
1445 }
1446
1447 /*
1448  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1449  * are at QD=1, then it's time to give up.
1450  */
1451 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1452 {
1453         if (td->latency_qd == 1)
1454                 return true;
1455
1456         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1457
1458         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1459                 td->latency_qd_low--;
1460
1461         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1462
1463         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1464
1465         /*
1466          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1467          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1468          */
1469         io_u_quiesce(td);
1470         lat_new_cycle(td);
1471         return false;
1472 }
1473
1474 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1475 {
1476         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1477                 return __lat_target_failed(td);
1478
1479         td->latency_failed++;
1480         return false;
1481 }
1482
1483 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1484 {
1485         td->latency_end_run = 0;
1486
1487         if (td->o.latency_target) {
1488                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1489                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1490                 td->latency_qd = 1;
1491                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1492                 td->latency_qd_low = 1;
1493                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1494         } else
1495                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1496 }
1497
1498 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1499 {
1500         if (!td->latency_end_run)
1501                 lat_target_init(td);
1502 }
1503
1504 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1505 {
1506         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1507         struct thread_options *o = &td->o;
1508
1509         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1510
1511         /*
1512          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1513          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1514          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1515          */
1516         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1517                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1518         else
1519                 td->latency_qd *= 2;
1520
1521         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1522                 td->latency_qd = o->iodepth;
1523
1524         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1525
1526         /*
1527          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1528          * we get only the results from the targeted depth.
1529          */
1530         if (td->latency_qd == qd) {
1531                 if (td->latency_end_run) {
1532                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1533                         td->done = 1;
1534                 } else {
1535                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1536                         io_u_quiesce(td);
1537                         td->latency_end_run = 1;
1538                         reset_all_stats(td);
1539                         reset_io_stats(td);
1540                 }
1541         }
1542
1543         lat_new_cycle(td);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Check if we can bump the queue depth
1548  */
1549 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1550 {
1551         uint64_t usec_window;
1552         uint64_t ios;
1553         double success_ios;
1554
1555         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1556         if (usec_window < td->o.latency_window)
1557                 return;
1558
1559         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1560         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1561         success_ios *= 100.0;
1562
1563         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1564
1565         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1566                 lat_target_success(td);
1567         else
1568                 __lat_target_failed(td);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1573  * using the full queue depth available.
1574  */
1575 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1576 {
1577         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1578
1579         if (qempty)
1580                 return true;
1581         if (!td->o.latency_target)
1582                 return false;
1583
1584         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1585 }
1586
1587 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1588 {
1589         struct io_u *io_u = NULL;
1590
1591         if (td->stop_io)
1592                 return NULL;
1593
1594         td_io_u_lock(td);
1595
1596 again:
1597         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1598                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1599         else if (!queue_full(td)) {
1600                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1601
1602                 io_u->file = NULL;
1603                 io_u->buflen = 0;
1604                 io_u->resid = 0;
1605                 io_u->end_io = NULL;
1606         }
1607
1608         if (io_u) {
1609                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1610                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1611                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1612                                  IO_U_F_VER_LIST);
1613
1614                 io_u->error = 0;
1615                 io_u->acct_ddir = -1;
1616                 td->cur_depth++;
1617                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1618                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1619                 io_u->ipo = NULL;
1620         } else if (td_async_processing(td)) {
1621                 /*
1622                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1623                  * return one
1624                  */
1625                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1626                 assert(!pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock));
1627                 goto again;
1628         }
1629
1630         td_io_u_unlock(td);
1631         return io_u;
1632 }
1633
1634 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1635 {
1636         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1637                 return false;
1638         if (!td->trim_entries)
1639                 return false;
1640
1641         if (td->trim_batch) {
1642                 td->trim_batch--;
1643                 if (get_next_trim(td, io_u))
1644                         return true;
1645         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1646                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1647                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1648                 if (!td->trim_batch)
1649                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1650                 if (get_next_trim(td, io_u))
1651                         return true;
1652         }
1653
1654         return false;
1655 }
1656
1657 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1658 {
1659         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1660                 return false;
1661
1662         if (td->io_hist_len) {
1663                 int get_verify = 0;
1664
1665                 if (td->verify_batch)
1666                         get_verify = 1;
1667                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1668                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1669                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1670                         if (!td->verify_batch)
1671                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1672                         get_verify = 1;
1673                 }
1674
1675                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1676                         td->verify_batch--;
1677                         return true;
1678                 }
1679         }
1680
1681         return false;
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1686  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1687  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1688  * we can expect from a device.
1689  */
1690 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1691 {
1692         unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1693         unsigned int offset;
1694         uint64_t boffset, *iptr;
1695         char *p;
1696
1697         if (!nr_blocks)
1698                 return;
1699
1700         p = io_u->xfer_buf;
1701         boffset = io_u->offset;
1702
1703         if (io_u->buf_filled_len)
1704                 io_u->buf_filled_len = 0;
1705
1706         /*
1707          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1708          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1709          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1710          * speed things up.
1711          */
1712         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1713
1714         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1715                 /*
1716                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1717                  * of cacheline
1718                  */
1719                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1720                 *iptr = boffset;
1721
1722                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1723                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1724                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1725
1726                 p += 512;
1727                 boffset += 512;
1728         }
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1733  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
1734  */
1735 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1736 {
1737         struct fio_file *f;
1738         struct io_u *io_u;
1739         int do_scramble = 0;
1740         long ret = 0;
1741
1742         io_u = __get_io_u(td);
1743         if (!io_u) {
1744                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1745                 return NULL;
1746         }
1747
1748         if (check_get_verify(td, io_u))
1749                 goto out;
1750         if (check_get_trim(td, io_u))
1751                 goto out;
1752
1753         /*
1754          * from a requeue, io_u already setup
1755          */
1756         if (io_u->file)
1757                 goto out;
1758
1759         /*
1760          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1761          */
1762         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1763                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1764                         goto err_put;
1765         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1766                 ret = -EBUSY;
1767                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1768                 goto err_put;
1769         }
1770
1771         f = io_u->file;
1772         if (!f) {
1773                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1774                 goto err_put;
1775         }
1776
1777         assert(fio_file_open(f));
1778
1779         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1780                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1781                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1782                         goto err_put;
1783                 }
1784
1785                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1786                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1787
1788                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1789                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1790                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1791                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1792                                         io_u->buflen);
1793                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1794                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS))
1795                                 do_scramble = 1;
1796                         if (td->flags & TD_F_VER_NONE) {
1797                                 populate_verify_io_u(td, io_u);
1798                                 do_scramble = 0;
1799                         }
1800                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1801                         /*
1802                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1803                          * buffer is used for writes it is refilled.
1804                          */
1805                         io_u->buf_filled_len = 0;
1806                 }
1807         }
1808
1809         /*
1810          * Set io data pointers.
1811          */
1812         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1813         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1814
1815 out:
1816         assert(io_u->file);
1817         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1818                 if (!td->o.disable_lat)
1819                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1820
1821                 if (do_scramble)
1822                         small_content_scramble(io_u);
1823
1824                 return io_u;
1825         }
1826 err_put:
1827         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1828         put_io_u(td, io_u);
1829         return ERR_PTR(ret);
1830 }
1831
1832 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1833 {
1834         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1835
1836         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1837                 return;
1838
1839         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%lu\n",
1840                 io_u->file ? " on file " : "",
1841                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1842                 strerror(io_u->error),
1843                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1844                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1845
1846         if (td->io_ops->errdetails) {
1847                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1848
1849                 log_err("fio: %s\n", err);
1850                 free(err);
1851         }
1852
1853         if (!td->error)
1854                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1855 }
1856
1857 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1858 {
1859         __io_u_log_error(td, io_u);
1860         if (td->parent)
1861                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1862 }
1863
1864 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1865 {
1866         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1867                         || td->o.gtod_reduce;
1868 }
1869
1870 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1871                                   struct io_completion_data *icd,
1872                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1873 {
1874         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1875         unsigned long long llnsec = 0;
1876
1877         if (td->parent)
1878                 td = td->parent;
1879
1880         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1881                 return;
1882
1883         if (no_reduce)
1884                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1885
1886         if (!td->o.disable_lat) {
1887                 unsigned long long tnsec;
1888
1889                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1890                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1891
1892                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1893                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1894
1895                         if (ops->io_u_lat)
1896                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1897                 }
1898
1899                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1900                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1901                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1902                         if (lat_target_failed(td))
1903                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1904                 }
1905         }
1906
1907         if (ddir_rw(idx)) {
1908                 if (!td->o.disable_clat) {
1909                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1910                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1911                 }
1912
1913                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1914                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1915
1916                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1917                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1918         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1919                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1920
1921         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1922                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1923                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1924                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1925                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1926                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1927                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1928                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1929                                                                 *info);
1930                         }
1931                 }
1932         }
1933 }
1934
1935 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1936                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1937 {
1938         int idx;
1939
1940         if (!f)
1941                 return;
1942
1943         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1944                 f->first_write = offset;
1945         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1946                 f->last_write = offset + bytes;
1947
1948         if (!f->last_write_comp)
1949                 return;
1950
1951         idx = f->last_write_idx++;
1952         f->last_write_comp[idx] = offset;
1953         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1954                 f->last_write_idx = 0;
1955 }
1956
1957 static bool should_account(struct thread_data *td)
1958 {
1959         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1960                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1961 }
1962
1963 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1964                          struct io_completion_data *icd)
1965 {
1966         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1967         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1968         struct fio_file *f = io_u->file;
1969
1970         dprint_io_u(io_u, "complete");
1971
1972         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1973         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1974
1975         /*
1976          * Mark IO ok to verify
1977          */
1978         if (io_u->ipo) {
1979                 /*
1980                  * Remove errored entry from the verification list
1981                  */
1982                 if (io_u->error)
1983                         unlog_io_piece(td, io_u);
1984                 else {
1985                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1986                         write_barrier();
1987                 }
1988         }
1989
1990         if (ddir_sync(ddir)) {
1991                 td->last_was_sync = true;
1992                 if (f) {
1993                         f->first_write = -1ULL;
1994                         f->last_write = -1ULL;
1995                 }
1996                 if (should_account(td))
1997                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1998                 return;
1999         }
2000
2001         td->last_was_sync = false;
2002         td->last_ddir = ddir;
2003
2004         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
2005                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
2006                 int ret;
2007
2008                 td->io_blocks[ddir]++;
2009                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
2010
2011                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
2012                         td->this_io_blocks[ddir]++;
2013                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
2014                 }
2015
2016                 if (ddir == DDIR_WRITE)
2017                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
2018
2019                 if (should_account(td))
2020                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2021
2022                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2023
2024                 if (io_u->end_io) {
2025                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2026                         io_u = *io_u_ptr;
2027                         if (ret && !icd->error)
2028                                 icd->error = ret;
2029                 }
2030         } else if (io_u->error) {
2031                 icd->error = io_u->error;
2032                 io_u_log_error(td, io_u);
2033         }
2034         if (icd->error) {
2035                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2036
2037                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2038                         return;
2039
2040                 /*
2041                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2042                  * and clear all the errors.
2043                  */
2044                 update_error_count(td, icd->error);
2045                 td_clear_error(td);
2046                 icd->error = 0;
2047                 if (io_u)
2048                         io_u->error = 0;
2049         }
2050 }
2051
2052 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2053                      int nr)
2054 {
2055         int ddir;
2056
2057         if (!gtod_reduce(td))
2058                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2059
2060         icd->nr = nr;
2061
2062         icd->error = 0;
2063         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2064                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2065 }
2066
2067 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2068                           struct io_completion_data *icd)
2069 {
2070         struct io_u *io_u;
2071         int i;
2072
2073         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2074                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2075
2076                 io_completed(td, &io_u, icd);
2077
2078                 if (io_u)
2079                         put_io_u(td, io_u);
2080         }
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Complete a single io_u for the sync engines.
2085  */
2086 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2087 {
2088         struct io_completion_data icd;
2089         int ddir;
2090
2091         init_icd(td, &icd, 1);
2092         io_completed(td, &io_u, &icd);
2093
2094         if (io_u)
2095                 put_io_u(td, io_u);
2096
2097         if (icd.error) {
2098                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2099                 return -1;
2100         }
2101
2102         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2103                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2104
2105         return 0;
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2110  */
2111 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2112 {
2113         struct io_completion_data icd;
2114         struct timespec *tvp = NULL;
2115         int ret, ddir;
2116         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2117
2118         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2119
2120         if (!min_evts)
2121                 tvp = &ts;
2122         else if (min_evts > td->cur_depth)
2123                 min_evts = td->cur_depth;
2124
2125         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2126          * set incorrectly */
2127         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2128         if (ret < 0) {
2129                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2130                 return ret;
2131         } else if (!ret)
2132                 return ret;
2133
2134         init_icd(td, &icd, ret);
2135         ios_completed(td, &icd);
2136         if (icd.error) {
2137                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2138                 return -1;
2139         }
2140
2141         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2142                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2143
2144         return ret;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2149  */
2150 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2151 {
2152         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2153                 unsigned long slat_time;
2154
2155                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2156
2157                 if (td->parent)
2158                         td = td->parent;
2159
2160                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2161                                 io_u->offset);
2162         }
2163 }
2164
2165 /*
2166  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2167  */
2168 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2169 {
2170         unsigned int v;
2171
2172         if (!td->o.dedupe_percentage)
2173                 return &td->buf_state;
2174         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2175                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2176                 return &td->buf_state;
2177         }
2178
2179         v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2180
2181         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2182                 return &td->buf_state_prev;
2183
2184         return &td->buf_state;
2185 }
2186
2187 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2188 {
2189         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2190                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2191         else if (rs == &td->buf_state)
2192                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2193 }
2194
2195 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
2196                     unsigned int max_bs)
2197 {
2198         struct thread_options *o = &td->o;
2199
2200         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2201                 return;
2202
2203         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2204                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2205                 struct frand_state *rs;
2206                 unsigned int left = max_bs;
2207                 unsigned int this_write;
2208
2209                 do {
2210                         rs = get_buf_state(td);
2211
2212                         min_write = min(min_write, left);
2213
2214                         if (perc) {
2215                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2216                                                         td->o.compress_chunk);
2217
2218                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2219                                         this_write, this_write,
2220                                         o->buffer_pattern,
2221                                         o->buffer_pattern_bytes);
2222                         } else {
2223                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2224                                 this_write = min_write;
2225                         }
2226
2227                         buf += this_write;
2228                         left -= this_write;
2229                         save_buf_state(td, rs);
2230                 } while (left);
2231         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2232                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2233         else if (o->zero_buffers)
2234                 memset(buf, 0, max_bs);
2235         else
2236                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2237 }
2238
2239 /*
2240  * "randomly" fill the buffer contents
2241  */
2242 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2243                       unsigned int min_write, unsigned int max_bs)
2244 {
2245         io_u->buf_filled_len = 0;
2246         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2247 }
2248
2249 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2250                               struct fio_file *f)
2251 {
2252         off64_t offset, nbytes;
2253
2254         offset = f->first_write;
2255         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2256
2257         if (!nbytes)
2258                 return 0;
2259
2260         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2261 }
2262
2263 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2264 {
2265         int ret;
2266
2267         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2268                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2269         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2270 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2271                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2272 #else
2273                 ret = io_u->xfer_buflen;
2274                 io_u->error = EINVAL;
2275 #endif
2276         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2277                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2278         else {
2279                 ret = io_u->xfer_buflen;
2280                 io_u->error = EINVAL;
2281         }
2282
2283         if (ret < 0)
2284                 io_u->error = errno;
2285
2286         return ret;
2287 }
2288
2289 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2290 {
2291 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2292         io_u->error = EINVAL;
2293         return 0;
2294 #else
2295         struct fio_file *f = io_u->file;
2296         int ret;
2297
2298         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2299         if (!ret)
2300                 return io_u->xfer_buflen;
2301
2302         io_u->error = ret;
2303         return 0;
2304 #endif
2305 }